工业机器人技术现状:新兴技术、挑战与重点研究方向(一)

在过去的十年里,欧洲的国家和企业,尤其是德国和德国企业,一直在努力通过将最新的机器人技术和相关技术融入其制造过程来获得制造业的竞争优势。例如,协作机器人(cobots)可以更直接地与工人一起工作,而不是出于安全原因被防护笼隔开,提供了一种可以在不显著降低就业率的情况下提高生产率的手段。然而,出于多方原因,欧洲工厂升级转型的成效和努力程度不佳,一直处于停滞、不均衡的状态。首先,要使用这些新技术,需对机器人的性质和用途进行深刻的考量,同时清除技术和经济障碍。传统的工业机器人技术主要用于高度重复的生产制造任务,在生产线的寿命周期内,这些任务通常不会发生更改,无需人工干预即可稳定地执行。在一定程度上,这是由于传统的工业机器人相对不灵活,需要借助大量的设计和编程才能集成到生产线上。而执行这种集成过程的企业,通常需要对生产线进行微小的更新,导致技术集成过程趋于时间和资本密集型。此外,机器人编程接口和通信协议目前不是标准化的,再加上各企业的机器人硬件和规格不同,增加了集成的挑战性。每个不同的系统都需要不同的知识,才能与其他技术结合使用。因此,从经济角度出发,工业机器人往往只适用于大型制造企业的大批量生产;而对专注于产品品类丰富、生产批量低的中小型企业来说,其经济意义较低。其次,最新技术本身仍有局限性。轻型机器人或协作机器人可能面临工作速度太慢、有效负荷有限的问题,故而不适用于部分工业应用。机器人编程接口通常使用难度较高,并且需要广泛的编程知识,这导致生产线工人难以轻松地变换机器人用途来提升效率,也难以满足不断变化的制造过程需求。此外,新技术、新软件以及新兴技术、新兴软件仍然不能完成一些关键任务。例如,机器人在包括抓取物体的操作方面仍远不如人类。在其他方面,最新技术可能提供的功能略显多余,这些技术的确提供了大量的信息数据,但从其中提取有意义的信息并获取切实的收益也是一大挑战,限制了人们对物联网(IoT)和云系统的投资和使用。有趣的是,工人的抵制似乎并未有效减缓新技术的采用,一方面是因为欧洲对工人的保护政策限制了裁员,一方面是因为行业领军企业已经认识到,通过让工人参与并决定生产线的重新设计,既能得到更好的技术决策(借助工人的知识),也能更好地接受新技术。本简报详细介绍了我们采访机器人制造商、使用机器人技术的原始设备制造商以及欧洲工业研究机构的发现。我们对以上几点内容进行了扩展,并就工业机器人技术的未来重点领域提出建议。     

基于CiteSpace的资源型产业研究知识图谱分析

资源型产业发展为推进国家经济增长和工业化进程提供了重要保障。为深入了解资源型产业的研究情况，以CNKI数据库为数据源，搜集2000—2020年关于资源型产业的核心及以上期刊论文，利用CiteSpace软件从发文作者与研究机构分布、关键词共现网络和时区图谱等方面，绘制知识图谱，进行可视化分析。研究发现：资源型产业领域的研究成果愈加丰富，但研究群体间联系合作较少，且现有的合作研究主要集中在所处地域资源富集和具有学科优势的研究机构及学者；资源型产业领域的研究热点可概括为产业发展、资源型城市、产业集群、产业结构、产业链和产业集聚等方面；针对资源型产业领域未来可从资源型产业相关理论研究、创新发展模式和可持续发展等方面深入展开。     

军民融合企业研发团队师徒制对创新绩效的影响研究

实现军民融合企业创新发展是推进军民融合发展战略的关键一环,对于维护国家安全和保证其市场竞争地位均具有重要意义。聚焦军民融合企业研发团队,从社会网络的角度探讨了创新绩效的激发机制。研究表明:第一,师徒制对军民融合企业研发团队创新绩效具有显著的正向影响;第二,知识整合在师徒制与创新绩效关系中起到中介作用;第三,信息深度加工调节知识整合与创新绩效间关系,信息深度加工水平越高,知识整合对创新绩效的影响越强;第四,军品/民品差异调节知识整合与创新绩效之间的关系,民品生产线下,知识整合对研发团队创新绩效的影响更强。     

水文水资源学家陈守煜先生学术研究的知识图谱分析

为探索水文水资源学家陈守煜先生学术研究历程及其演变规律,以其335篇文献作为数据基础,采用共现分析等文献计量可视化分析方法,通过文献发表的时间分布、学科和期刊分布、高被引文献分布和研究主题等方面的知识图谱分析,系统分析了陈先生的学术研究历程。结果显示:陈守煜先生学术研究生命周期历时达62年,在其60岁后出现了2个学术创新高峰期;其学术研究特色荟萃于其河渠非恒定流计算、模糊集理论的水文水资源应用、模糊水文水资源学基本理论、模糊聚类-识别-优选统一理论、可变模糊集理论和可变模糊集理论的水文水资源应用6个研究主题,其中主题1为后续的5个模糊水文水资源学创新主题奠定了数值计算的研究方法论,主题2为模糊集现有理论的应用探索,主题3至主题5为面向工程应用的模糊集理论不断深入创新,主题6为可变模糊集理论的应用探索,形成了"紧密结合应用-持续理论创新-创新理论再应用"这种理论与实践互馈的研究特色。他每一阶段的研究目标比较集中、明确,与其研究主题密切对应,显著提高了研究效率;他的学术研究影响广泛,合计被引8554次,缘于他的源头理论创新。陈先生的研究,理论与应用不断互馈,贵在厚积薄发、深入钻研、持续创新,其研究理念和方法论,对水利科学的学术创新研究具有重要的启示作用和深远影响。     

基于伪布尔模型和启发式算法求解无容量设施选址问题

采用伪布尔模型和启发式算法来求解无容量设施选址问题。首先给出了问题的伪布尔(pseudo-Boolean)表示，然后基于Khumawala规则对问题进行预处理，最后提出两种启发式分支准则来求解问题。实验结果表明所提算法简单有效。     

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